Penambahan Kecepatan
1. Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan 120 km/jam. Seekor burung yang hinggap di atas kereta terbang dengan kecepatan 5 km/jam searah kereta tersebut.
Berapa kecepatan terbang burung tersebut tersebut menurut seseorang yang berada di dalam kereta api dan menurut orang yang sedang berdiri di stasiun?
Pembahasan
a. Kecepatan burung relatif terhadap kereta api adalah v'x = 5 km/jam
b. Kecepatan burung relatif terhadap stasiun adalah
vx = v + v'x
= 120 + 5 = 125km/jam
2. Sebuah pesawat luar angkasa bergerak dengan kecepatan 0,8c meninggalkan bumi. Dari pesawat tersebut ditembakkan peluru dengan kecepatan 0,4c. Tentukan kecepatan peluru menurut pengamat di bumi jika arah peluru searah pesawat :
a.Menurut relativistik klasik
b.Menurut relativistik Einstein
Pembahasan
a. Menurut relativistik klasik
vx = v’x + v = 0,8c + 0,4c = 1,2c
b. Menurut relativistik Einstein
Kontraksi Panjang
Sebuah pesawat yang diam di bumi mempunyai panjang 100 m. Kemudian pesawat tersebut bergerak dengan kecepatan 0,6c. Berapa panjang pesawat tersebut menurut pengamat di bumi sekarang?
L0 = 100 m
V = 0,5c
Panjang pesawat menurut pengamat di bumi dirumuskan dengan
Dilasi Waktu
Sebuah pesawat ruang angkasa mengitari bumi dengan kecepatan 0,6c sambil memancarkan sinyal ke bumi. Sinyal diamati dari bumi memiliki periode 12 menit. Tentukan periode sinyal sebenarnya?
Pembahasan
t = 12 menit, v = 0,8c
Periode sinyal sebenarnya adalah t0.
Massa dan Energi
Sebuah benda memiliki massa diam 12 kg. Jika benda tersebut bergerak dengan kecepatan 0,8c. Tentukan :
a. Massa bergeraknya
b. Energi diam benda
c. Energi relativitas benda
d. Energi kinetik benda
Pembahasan
m0 = 2 kg
v = 0,8c
Massa relativistik lebih besar dari massa diamnya.
Contoh :
Seseorang bermassa 60kg di bumi. Berapakah massa orang tersebut ketika berada dalam roket yang meluncur dengan kecepatan 0,8c?
Penyelesaian :
Massa diam orang (m0) = 60 kg
Kelajuan roket v = 0,8c => v/c = 0,8
Massa orang dalam roket yang diukur oleh pengamat di bumi adalah massa relativistik m, sehingga :
Arsyad Riyadi Desember 22, 2014 New Google SEO Bandung, Indonesia
Adalah peristiwa mulurnya waktu yang diamati oleh pengamat yang bergerak terhadap kejadian.
Berlaku :
Bagaimana dilasi waktu ini terjadi?
Misalnya ada dua kejadian A dan B yang terjadi pada kedudukan sama dalam suatu kerangka acuan tertentu. Selang waktu antara kedua kejadian tersebut adalah , diukur oleh sebuah jam O yang diam terhadap kejadian.
Jika selang waktu kejadian A dan B ini diukur oleh jam O’ yang bergerak dengan kecepatan v terhadap kejadian (kerangka acuan jam tidak sama dengan kerangka acuan kejadian), maka selang waktu ini disebut selang waktu relativistik (diberi lambang .
Selang waktu relativistik ini lebih lama dari pada selang waktu sejati.
Menurut pengamat di bumi, arloji di pesawat berjalan lebih lambat.
Adalah efek berkurangnya panjang benda jika diukur oleh pengamat yang bergerak terhadap terhadap benda tersebut.
Berlaku :
L0 = panjang sejati (proper)
L = panjang relativistik
Menurut pengamat yang berada di bumi, pesawat tersebut akan nampak lebih pendek. Peristiwa ini dinamakan kontraksi panjang.
Contoh :
Sebuah persegi yang luasnya 25 cm2 diam dalam keranka acuan pengamat O. Pengamat O' bergerak relatif terhadap O' dengan laju 0,6c sejajar terhadap salah satu rusuk persegi.
Berapa keliling dan luas persegi itu menurut pengamat O'?
Postulat kedua : cepat rambat cahaya dalam vakum memiliki nilai sama, yaitu c = 2,99792458 x 108 m/s atau dibulatkan menjadi 3,0 x 108 m/s.
Penjumlahan kecepatan relativistik